CFD数学库功能及用法说明

1. 解析函数

• void parseNodes(const std::string &filename, std::vector<std::vector<double>> &coordinates);

  • 用途: 从给定的.msh文件中读取节点信息并填充coordinates向量。
  • 用法:

    std::vector<std::vector<double>> coordinates;
    parseNodes("filename.msh", coordinates);

  • 说明: 文件路径为filename，coordinates将包含读取到的节点坐标。

• void parseFaces(const std::string &filename, std::vector<std::vector<int>> &faces);

  • 用途: 从给定的.msh文件中读取面信息并填充faces向量。
  • 用法:

    std::vector<std::vector<int>> faces;
    parseFaces("filename.msh", faces);

  • 说明: 文件路径为filename，faces将包含读取到的面数据。

2. 类 Point

• 构造函数:

  Point(const std::vector<double>& coordinates);

  • 用途: 初始化一个三维点。
  • 用法:

    std::vector<double> coords = {x, y, z};
    Point p(coords);

• 运算符重载:

  • 加法: Point operator+(const Point& other) const;
  • 减法: Point operator-(const Point& other) const;
  • 数乘: Point operator*(double scalar) const;
  • 数除: Point operator/(double scalar) const;
  • 叉乘: Point operator^(const Point& other) const;
  • 点乘: Scalar dot(const Point& other) const;

• 其他功能:

  • 模长: double magnitude() const;
  • 单位化: Point normalize() const;
  • 打印坐标: void print() const;

3. 类 Field

• 构造函数:

  • 点场: Field(const std::vector<Point>& points);
  • 标量场: Field(const std::vector<Scalar>& scalars);

• 运算符重载:

  • 加法: Field operator+(const Field& other) const;
  • 减法: Field operator-(const Field& other) const;
  • 数乘: Field operator*(double scalar) const;
  • 场乘: Field operator*(const Field& other) const;

• 其他功能:

  • 点乘: Field dot(const Field& other) const;
  • 叉乘: Field cross(const Field& other) const;
  • 模长: Field magnitude() const;
  • 单位化: Field normalize() const;
  • 打印内容: void print() const;

4. 类 Faces

• 构造函数:

  Faces(const std::vector<std::vector<double>>& nodeCoordinates, const std::vector<std::vector<int>>& faceInfo);

  • 用途: 初始化面集对象。
  • 用法:

    Faces faces(nodeCoordinates, faceInfo);

• 其他功能:

  • 打印面信息: void print() const;
  • 计算中心点: Field calculateAllCenters() const;
  • 计算法向量: Field calculateAllNormals() const;
  • 计算面积: Field calculateAllAreas() const;

总结

此CFD数学库提供了一系列工具，便于CFD专业人士在数值计算中处理点、场和面的信息。通过解析.msh文件获取数据，利用类和函数进行必要的数学运算，极大地简化了CFD建模与计算的过程。